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Mecanismos de resolución de
la inflamación, homeostasis y
tolerancia
Seminario 6
2019
Inflamación
aguda
Respuesta
usualmente
beneficiosa
Resolución
Ausencia de
resolución
Inflamación
crónicaFibrosis
Perjudicial
Tiempo
Edema PMN Monocitos/macrófagos
Mediadores Proinflamatorios Prorresolución
Mag
nit
ud
PMN
PMN
apoptóticosMØ
antiinflamatorios
Fagocitosis
de PMN
apoptóticos
MØ
proinflamatorios
Eventos temporales coordinados de la
inflamación aguda autolimitada
Modificado de Circ Res. 2016;119:113-130
Resolución de la inflamación
• Muerte por apotosis de neutrófilos
• Eliminación de cuerpos apoptóticos y debris celular por
macrófagos
• Cese de la extravasación de neutrófilos
• Cicatrización
• Restauración de la homeostasis
70.000 millones de neutrófilos son
liberados normalmente por día
desde la médula ósea a circulación
Concentración de neutrófilos en el líquido
sinovial de una articulación inflamada
puede llegar a los 100 millones/ml
Los neutrófilos expresan una notable potencialidad microbicida (1 millón
de neutrófilos pueden destruir 150 millones de bacterias/seg), pero
expresan también una gran capacidad de lesionar tejidos propios
Los neutrófilos son reclutados masivamente a focos infecciosos y por su
potencial destructivo deben ser eficientemente removidos del tejido inflamado
apoptosis
Reconocimiento y
fagocitosis por MØ
RESOLUCION DE
LA INFLAMACIÓN
Injuria Tisular
12-48 hs
APOPTOSIS:
1. La membrana citoplasmática permanece intacta por lo que el
contenido celular no es liberado.
2. Las células apoptóticas son rápidamente removidas.
3. Es una forma de muerte celular programada genéticamente: el
programa es muy flexible
Remoción de células apoptóticas
Las células apoptóticas pueden también ser removidas por fagocitos no
profesionales: como fibroblastos y células musculares con menor eficiencia
Los macrófagos no siempre se activan en un perfil inflamatorio.
Al fagocitar a las células que van muriendo por apoptosis en el foco
infeccioso adquieren un perfil anti-inflamatorio
IL-10, TGF-b y componentes de la matriz extracelular
Modificado de Mol. Cell 14:277-287, 2004
Algunos perfiles en que se pueden
diferenciar los macrófagos
Las células T regulatorias también contribuyen a la
resolución de la inflamación
Las Tregs estimulan la apoptosis de neutrófilos, potencian la
fagocitosis de neutrófilos apoptóticos por macrófagos (esferocitosis)
y secretan citoquinas antiinflamatorias como IL-10 y TGF-b
Neutrófilo
apoptótico
Macrófago
Resolución de la inflamación
¿Qué factores contribuyen al cese de la extravasación de
neutrófilos?
• disipación de gradientes de quimiocinas: Proteasas como MMP
clivan e inactivan a quimiocinas
• disminución de la secreción de citoquinas proinflamatorias por
macrófagos
• producción de mediadores lipídicos como lipoxinas, resolvinas,
protectinas y maresinas que promueven la resolución porque
disminuyen el reclutamiento de neutrófilos, disminuyen la producción
de mediadores proinflamatorios –tanto lípídicos como citoquinas- y
estimulan la fagocitosis de neutrófilos apoptóticas por macrófagos.
Diversos mecanismos controlan la activación
desmedida del sistema complemento y
además impiden su activación sobre las
células del hospedador
Inhibidores del sistema Complemento
Componente Mecanismo de acción
Solubles
C1 INH Disocia a C1r y C1s de C1q.
C4BPUne C4b y bloquea la formación de la C3 convertasa de la vía clásica. Permite la escisión e inactivación de C4b por Factor I.
Factor H
Al unirse a la superficie de células del hospedador (alto contenido de ácido siálico) une C3b, bloqueando la formación de la C3 convertasa de la vía alterna. Permite la escisión e inactivación de C3b por el Factor I.
Factor IEscinde e inactiva a C3b y C4b, previamente unido CR1, MCP o factor H (C3b) o C4BP (C4b).
Inactivador de anafilotoxinas
Escinde residuos arginina terminales de C3a y C5a, generando fragmentos con una actividad tres órdenes de magnitud menores.
1-
Inhibidores del sistema Complemento
Componente Mecanismo de acción
Asociados a membrana
CR1
Se une a C3b y C4b e inhibe la formación de la C3 convertasa de ambas vías. Acelera la
disociación de ambas C3 convertasas. Permite al Factor I inactivar a C3b y C4b.
DAFSe une a C4b y C3b depositado sobre células propias inhibiendo la interacción de C4b con C2 y
la de C3b con el factor B.
MCPSe une a C4b y C3b depositado sobre células propias y las torna susceptibles de inactivación
por el factor I.
CD59Inhibe el ensamblado del complejo de ataque lítico.
1-
Los anticuerpos naturales de isotipo IgM contribuyen
a la normal depuración de las células apoptóticas
DAMPs: patrones
moleculares asociados
a daño celular
DAMPs
ocultos
Célula
viable
DAMPs
permanecen
ocultos
Liberación
de DAMPS
Célula de la
inmunidad
innata
Célula de la
inmunidad
innata
Falta de respuesta o
respuesta anti-
inflamatoria
Respuesta pro-
inflamatoria
necrosisapoptosis
Célula necróticaCélula apoptótica
Necrosis
secundaria
Nat Rev Immunol 8:279, 2008
Homeostasis en la
inmunidad adaptativa
Activación de linfocitos T
Captación del antígeno
por las células de
Langerhans de la piel
Migración de las
células de Langerhans
al ganglio linfático
Las células dendríticas
maduras ingresan al
ganglio linfático
Las células dendríticas
activan a los linfocitos T
Visión global de la familia de moléculas co-
estimulatorias expresada por las células T
CD28 CTLA4 PD-1 ICOS
Ligando (CPA)
CD80/CD86 CD80/CD86 PD-1L ICOS-L
Señal Estimulatoria Inhibitoria Inhibitoria Estimulatoria
Expresión Constitutiva Inducida por activación
Inducida por activación
Inducida por activación
Inhibición de la activación de linfocitos T por CTLA-4
Mutaciones en CTLA-4: manifestaciones de autoinmunidad
Mutaciones en PD-1: manifestaciones de autoinmunidad
(1 o 2)
PD-1: otro miembro de la familia CD28/CTLA4
(moléculas reguladoras de la expansión T)
FAS
FASL
FAS
FASL
Linfocito T
Linfocito T
Linfocito T
FAS
FASL
APOPTOSIS INDUCIDA POR ACTIVACION
SUICIDIO
FRATRICIDIO
¿Qué observamos cuando la expresión o funcionalidad
de Fas o FasL se halla comprometida?
Ratones deficientes
en Fas o FasL
Ratones
controles
Bazo
Ganglios linfáticos
En el humano: síndrome linfoproliferativo autoinmune (ALPS)
Esplenomegalia y linfoadenopatías
Trombocitopenia, neutropenia y anemia
Células T regulatorias
Control de linfocitos autorreactivos en la periferia
Control de la respuesta inmune anti-infecciosa
Mecanismos de acción de las células Treg
Supresión “bystander” por células T
regulatorias
• Para ejercer su efecto supresor las Tregs deben ser
activadas a través de su TCR.
• Sin embargo, una vez activadas, el efecto supresor
puede ejercerse sobre T efectoras con especificidades
hacia Ags diferentes.
TOLERANCIA
(FALTA DE REACTIVIDAD FRENTE A COMPONENTES PROPIOS)
Mecanismos de
inducción de
Tolerancia
Central
Periféricos
CD8 CD3CD4
TCR
Precursores T
Rearreglo genes TCR
Muerte por apoptosis
de las células que no
interaccionan con las
MHC del individuo.Selección positiva:
Sobreviven las células cuyos TCRs
reconocen en forma apropiada a las
MHC del individuo.
Si se reconoce MHC de clase I se
diferenciará a TCD8+. Si se reconoce
MHC de clase II se diferenciará a
TCD4+.
Selección negativa:
Muerte por apoptosis de los timocitos que
reciben señales de mucha intensidad a
través del TCR. La célula muere ya que
es considerada peligrosa.
Timocitos DP expresando
el TCR
Emigran del timo linfocitos T SP autorestrictos y autotolerantes
Linfocito T CD8+ Linfocito T CD4+
INDUCCIÓN DE TOLERANCIA CENTRAL
A diferencia de lo que se creía anteriormente, las
células del microambiente timico son capaces de
presentar NUMEROSAS PROTEÍNAS PROPIAS,
incluso aquellas que comúnmente se expresan en
otros tejidos.
Sin embargo, no todos los linfocitos T autoreactivos son eliminados en el
timo dado que no todas las proteínas propias pueden ser expresadas por las
células del microambiente tímico responsables de la selección negativa.
Linfocitos T
INDUCCIÓN DE TOLERANCIA CENTRAL EN LINFOCITOS B (médula ósea)
Sin embargo, no todos los linfocitos B autoreactivos son controlados en el
estadio B inmaduro dado que no todas las proteínas propias alcanzan la
médula ósea para participar en la inducción de tolerancia central B.
En el bazo, los linfocitos B Tr1 sufren apoptosis si
reconocen antígenos propios
Modificación del paratope
o apoptosis
B inmaduro (médula ósea)
Ausencia de señal por BCREntrecruzamiento extensivo
del BCR
Entrecruzamiento levedel BCR
Continúa la maduración Anergiaapoptosis
Edición del BCR ó apoptosis
En ausencia de procesos infecciosos y/o
señales estimulatorias en tejidos periféricos
una fracción de las células dendríticas migra
a los ganglios linfáticos:
CÉLULAS DENDRÍTICAS TOLEROGÉNICAS
Inducen anergia clonal T Inducen la diferenciación
de células T en un perfil
regulatorio (Treg)
¿Qué factores contribuyen a que, habiendo linfocitos
autorreactivos en periferia, no suelan desencadenarse
respuestas autoinmunes?
Diferentes mecanismos explican el silenciamiento de clones autorreactivos en la
periferia:
1. Los linfocitos vírgenes autorreactivos no encuentran en periferia las condiciones
necesarias para activarse:
a) ausencia de segunda señal de activación (co-estimulación, colaboración T)
b) densidad inadecuada de complejos péptido propio-MHC (ignorancia clonal).
2. Las respuestas se encuentran inhibidas por linfocitos Treg.
3. Existen sitios inmunológicamente privilegiados (ojos, testículos, ovarios, cerebro):
microambiente anti-inflamatorio e inmunosupresor
inducción de tolerancia periférica
antígenos secuestrados
2
1
Señal específica y señal coestimulatoria
APC
Célula T CD4
MHC Clase II
antígeno
Receptor T (TCR)
Ausencia de
coestimulación
Anergia Clonal
TOLERANCIA PERIFERICA T
1.a) Los linfocitos T vírgenes autorreactivos no encuentran en periferia la
condiciones necesarias para activarse:
ausencia de segunda señal de activación (co-estimulación)
TOLERANCIA PERIFERICA B
1.a) Los linfocitos B vírgenes autorreactivos no encuentran en periferia las
condiciones necesarias para activarse:
ausencia de colaboración T
La proteína es internalizada y degradada
Los péptidos se presentan pero el
linfocito B no encuentra la colaboración
T.
Proteína propia
El linfocito B autoreactivo reconoce un
epitope de una proteína propia
La proteína es internalizada y degradada
Los péptidos se presentan pero el
linfocito B no encuentra la colaboración
T.
Proteína propia
El linfocito B autoreactivo reconoce un
epitope de una proteína propia
La proteína es internalizada y degradada
Los péptidos se presentan pero el
linfocito B no encuentra la colaboración
T.
Proteína propia
El linfocito B autoreactivo reconoce un
epitope de una proteína propia
Proteína propia
El linfocito B autoreactivo reconoce un
epitope de una proteína propia
1.b) Los linfocitos vírgenes autoreactivos no encuentran en periferia las
condiciones necesarias para activarse:
densidad inadecuada de complejos péptido propio-MHC.
TCR
Linfocito T
MHC-
péptidoCD80/86
Para activarse, las células T requieren un umbral
mínimo de moléculas del CMH presentando el
péptido antigénico que son capaces de reconocer
TOLERANCIA PERIFERICA T
3. Sitios inmunológicamente privilegiados
(SIP)
Cerebro
Ojos
Testículos
Ovario
Interfase Materno Fetal
3. Sitios inmunológicamente privilegiados
1. microambiente anti-inflamatorio e inmunosupresor:
- altas concentraciones de TGFb, inhibidores de complemento y VIP, en humorvitreo y acuoso.
- alta expresión local de FAS-L y PDL-1 en células epiteliales del iris, cuerpos
ciliares y endolelio de la cornea.
2. inducción de tolerancia periférica a ciertos antígenos oculares por generación
de linfocitos Treg que inhiben la respuesta inmune.
3. antígenos secuestrados (retina, cristalino y porción central de la cornea)
Antígenos inoculados en la cámara
anterior, en el humor vitreo o en el
espacio sub-retinal inducen tolerancia
sistémica. Por otra parte, los
transplantes de córnea “no-
histocompatibles” son aceptados por
el 60-70% de los pacientes.
Mecanismos de
inducción de
Tolerancia
Central Periféricos
Ruptura de la Tolerancia y/o
alteración de mecanismos
homeostáticos
Reconocimiento de
antígenos propios
Autoinmunidad
Regulación
homeostática
Incidencia global: 3% de la población
Enfermedades autoinmunes
Órgano-específicas Sistémicas
Lupus eritematosos
sistémico (LES)
Artritis reumatoidea
Otras
Diabetes tipo I
Esclerosis múltiple
Tiroiditis autoinmune
Psoriasis
Otras
Enfermedades autoinmunes asociadas a defectos en un único gen
Gen mutado Patología Mecanismo
AIRE “Autoimmune regulator”: proteína
que actúa como regulador
transcripcional, permitiendo la
expresión ectópica de centenares o
miles de proteínas presentes en
tejidos periféricos en células del
epitelio tímico
APS-1Síndrome autoinmune
poliendócrino
Candidiasis mucocutanea,
hipoparatiroidismo,
insuficiencia adrenal, tiroiditis
autoinmune, diabetes tipo I
Baja o nula expresión de
numerosas proteínas de
tejidos periféricos en el epitelio
tímico lo que conduce a una
selección negativa defectuosa
de células T autorreactivas
CTLA-4Diferentes manifestaciones de
autoinmunidad
Falla en el control de la
activación de clones T
autorreactivos
PD-1 Idem Idem
FOXP3 IPEX, poliendocrinopatía y
enteropatía ligada al X
Falla en la producción de
células T regulatorias
FAS, FASLALPS
Sindrome linfoproliferativo
autoinmune
Falla en el control de la
expansión clonal T
La mayoría de las enfermedades
autoinmunes son de naturaleza multifactorial
Un conjunto de genes Factores ambientales
(infecciones, tratamientos
con drogas, stress,
tabaquismo, etc)
Factores de riesgo en autoinmunidad:
moléculas del CMH de clase II
Patología Correlación con CMH clase II
Artritis reumatoidea90% de los pacientes con AR severa expresan HLA-DR4.1, HLA-DR4.4, o
HLA-DR1.
Alta capacidad de presentar el epitope del colágeno II (aa 261-273).
Diabetes de tipo IFuerte asociación con HLA-DQ2 y HLA-DQ8.
Alta capacidad para presentar epitopes de insulina.
Enfermedad celíacaLos pacientes expresan HLA-DQ2 o HLA-DQ8.
Alta capacidad para presentar epitopes presentes en el gluten.
Esclerosis múltipleFuerte asociación con HLA-DR2a, HLA-DR2b y HLA-DQ6.2.
Alta capacidad para presentar péptidos provenientes de la mielina.
Factores de riesgo en autoinmunidad:
factores ambientales
Infecciones
1. Mimetismo Molecular
patógeno
Células del huésped
Clones T que reconocen Ag
específicos del patógeno
Clones T que cross-
reaccionan con Ag del
huésped
Ej: Estreptococo β hemolítico grupo A y fiebre reumática
Daño tisular…….exposición de antígenos propios……….respuesta inmune
hacia estos antígenos
2. “spreading” de epitopes
Otros mecanismos a través de los cuales las
infecciones podrían promover procesos autoinmunes
* Generar gradientes de quimiocinas que atraigan
clones autorreactivos al sitio de infección
* Aumentar la densidad de moléculas coestimulatorias
en las CPA: activar clones autorreactivos
* Aumentar la presencia de citoquinas proinflamatorias
en el sitio de infección: potenciar la actividad de los
clones autorreactivos
Factores de riesgo en autoinmunidad: factores
asociados a tratamientos: neo-antígenos
La heparina se une a PF4 formando un complejo que expone epitopes
antigénicos nuevos que inducen la producción de autoanticuerpos IgG.
PF4
heparina
plaqueta+
IgG
Complejo inmune
Receptor Fc
Los CI se unen a los
RFcg plaquetarios
Activación plaquetaria
Agregación
Liberación de sustancias procoagulantes
Trombocitopenia Trombosis
Fagocitosis de las plaquetas
por macrófagos esplénicos